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PVB超滤膜污染特性及其在MBR中的应用
作者:管理员    发布于:2016-04-29 08:41:04    文字:【】【】【

  PVB超滤膜污染特性及其在MBR中的应用沈飞1陆晓峰2万印华1卞晚锴2施柳青2(1中国科学院过程工程研究所,北京1001902中国科学院上海应用物理研究所,上海201800)水通量为0.02 h.Pa)对牛血清白蛋白(BS)的平均截留率为25.0(乜8水溶液质量浓度0.5g/L)通过终端过滤的终端过滤装置(有效容积350mL)进行基本性能测量。该批膜室温下平均纯水通量为5g/L)由表2可知,过滤活性污泥混合液的过程中,两种PVB膜的总阻力有所不同,新膜的总阻力大于使用后的总阻力,分别为5.26X10-2n-和1.29X10inr1,前者是后者的4.1倍。其原因在于后者在长期使用过程中采用较低的负压抽吸工作模式表2 0.22MPa下PVB膜过滤活性污泥混合液时污染阻力及其分布情况阻力过滤阻力值/(10-121)占总阻力的百分比/新膜105H的膜新膜的膜尺m不超过一30kP)污染物向膜面迁移速率降低,污染层密实程度与厚度相对较小。这也从另一方面证明了低于临界压力运行时将有助于膜污染的控制。

  从各部分膜污染阻力的分布结果可见,沉积层阻力所占比例高,分别为92.97和71.32,是膜污染阻力的主要贡献者,而外部污染和内部污染阻力所占比例均不超过7,但与新膜相比,使用后的PB膜内部污染阻力与外部污染阻力均有所增加,可能与MBR系统在运行过程中混合液内组分发生变化有关。

  2.3污染前后PVB膜形貌结构给出了上述PB莫在MBR中使用前后的扫描电子显微镜(SM德国―1530VP照片。

  由可见,经过105d的MBR运行,PVB膜表面形貌发生了本质的变化,原本存在着的多孔结构(a已经完全消失,被一层致密的菌胶团所覆盖(ceg)正是这一致密层,控制着整个运行期间膜的污染。使用前后PB摸的断面结构没有发生变化,依然是典型的具有指状孔的不对称结构(bd)相比较膜表面的污染状况,膜断面大孔内侧的污染程度较低,新膜断面大孔内侧因成膜过程中的二次相分离,产生了孔隙率较高的微孔污染后的膜断面大孔内侧则出现了少许杆状菌和球菌(h)说明经MBR处理后残存在处理水中的营养物仍然可以供微生物生长繁殖18,但微生物在PB膜孔内部滋生的程度较轻,膜断面大孔内侧的微孔结构依然明显,这与上述膜污染阻力分布的结论相互吻合。

  2.4PVB―MBR系统的运行情况与处理效果MBR系统运行期间膜抽吸压力的变化情况如所示。系统抽吸压力经过前25d的缓慢增长后(增长速率为0.013kPa/h)趋于平稳,基本稳定在一16 22kPa表明PVB膜在h)的运行通量下依然可以很好地维持抽吸压力的稳定,也表明在该实验条件下PVB膜的临界通量应高于12Lm2h)值得说明的是,在105d的运行期间未曾对PVB膜采取任何人为清洗。表3给出了系统运行至105d时膜渗透液的基本水质情况。结果表明,生活污水经PVB―MBR系统处理后,各项主要水质情况完全符合国家城镇污水处理厂污染物排放一级A标准(GB18919―2002)PVB―MBR系统运行期间膜抽吸压力的变化表3 PVB―MBR系统出水基本水质情况项目系统出水一级A标准色度/倍3结论(1采用连续制膜技术制备了PB超滤膜并将其成功应用于MBR处理生活污水中。PVB-MBR系统在膜通量12Lmh)条件下运行了105d期间未对膜进行人为清洗,系统抽吸压力能够在一16~一22kP伺维持稳定,且系统出水的主要水质指标完全符合国家城镇污水处理厂污染物排放一级A示准。

  PVB超滤膜过滤活性污泥混合液期间膜污染可分为两个阶段:初期膜孔堵塞控制阶段(第输段)和沉积层阻力控制阶段(第I介段)而后者是膜污染的控制阶段。通过数据分析拟合,第阶段较好的符合膜孔堵塞模型,污染阻力模型方程为27390+0.0711第I介段则更好地符合了沉积层阻力模型,方程为R=1.264垃5+7.533垃31沉积层阻力占总过滤阻力的70以上,是PVB膜过滤活性污泥混合液过程中污染阻力的主要组成部分。污染前后PVB膜的SEM照片显示,污染后膜面原本存在的孔状结构消失,膜表面滋生出一些杆状菌和菌胶团,大量的球菌黏附在膜面并覆盖了原有的孔洞;污染后的膜表面形成密实的致密层,控制着整个运行阶段的污染阻力;与膜表面的污染状况相比,膜断面大孔内侧的污染程度较低。

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